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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機圖像處理技術基礎,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號:TP18 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)11-2640-03
隨著計算機技術的不斷發展,計算機已成為現代文明發展的重要標志。基于計算機技術的廣泛應用,現代人的生產生活方式發生了巨大變化。計算機圖像處理技術是計算機在社會生活中廣泛應用的技術之一,其強大的功能,決定了其廣泛的應用領域及社會價值。當前,計算機圖像處理技術的發展前景光明,各類計算法的出現、已有算法的完善,都在很大程度上豐富了其應用領域,提高了其應用價值。對此,筆者結合計算機圖像處理技術要點及研究方向,分析了其未來的發展趨勢,論述了在生產生活中的具體應用,強化對計算機圖像處理技術的認識。
1 計算機圖像處理技術概述
1)計算機圖像處理技術的概念。計算機圖像處理技術是指,利用計算機技術對圖像進行處理分析,進而得出圖像中所含的信息供研究所用。也就是說,該技術的要點在于:首先,將所要研究的圖像進行轉化,轉化為計算機能夠識別的“數字矩陣”,因為只有這樣,才能將圖像存放至計算機中;其次,對存放在計算機的圖像進行處理,其中,各類計算法是最為常用的處理手段。最后,在相關技術的處理之后,得出所需研究的圖像信息。
2)圖像的分類。對于計算機圖像處理技術的認識及研究,因對圖像的分類有所了解。對此,筆者基于圖像的數字化,對圖像的類型做了如下歸類。
數字化圖像。隨著科學技術的不斷發展,圖像已朝著數字化方向發展。而且,數字化圖像具有處理方便、精度高等特點,符合現代社會的需求;
模擬圖像。模擬圖像在現實生活中十分常見,如光學圖像、平時照相的圖片等,都是模擬圖像。所以,模擬圖像具有輸出簡單,但靈活性、精度差的特點。這就造成其在一些方面,具有一定的限制性。
2 計算機圖像處理技術的要點及研究方向
隨著計算機技術的不斷發展,計算機圖像處理技術也相對比較成熟,在諸多領域均有所應用,如農業、工業生產、刑偵以及生物醫學等領域。那么,計算機處理技術的要點及研究方向,主要體現在以下幾個方面:
1)圖像數字化。在數字化時代,圖像數字化已成為社會的需求。圖像數字化的實現需要基于兩個步驟:一是采樣;二是量化。在這兩步驟之后,計算機便可以對數字化圖像進行處理。而且,計算機圖像處理軟件比較多,如CorelDraw、Photoshop等,是日常圖片處理中經常使用的軟件。在圖像處理軟件的處理下,實現對圖像的轉換以及修飾等操作,進而達到預期的圖像處理效果。
2)圖像的還原及增強。在很多情況下,需要對圖像進行處理,如消除噪聲以實現圖像的還原和增強,以獲取更高質量的圖像。
圖像還原。由于某些因素的影響,如環境、設備等因素,導致圖像失真或模糊。那么,原始圖像不利于圖片信息的獲取,便需要進行圖片處理,提高圖像的質量。如,基于幾何校正、大氣影響校正,以實現對降質圖像的重建。
圖像增強。為了使數字化圖像更加的高質量,需要對圖像進行增強操作,讓圖像更加細致,以便于計算機的識別分析。對此,圖像增強的要點在于實現圖像的高清晰度。目前,圖像增強主要有兩種方法,具體如下:
干擾抑制。對圖像進行多圖像平均或低通濾波等處理,實現干擾抑制;
灰度等級直方圖處理。當前,該處理方法使用十分普遍,也就有較好的圖像增強效果,如霧霾圖像的處理,就廣泛運用該方法。該處理方法是利用灰度等級直方圖對對比度不強的圖像進行處理,進而實現對細微局部的清晰處理。
3)模式識別。其實,對圖像的處理,其最終都是需要“識別”的。所以,模式識別是計算機圖像處理技術的重要研究方向,具有十分重要的研究價值。在現實中,如指紋的鑒別,就是最為典型的例子。由于每一個人的指紋都是唯一的,所以其指紋的圖案、端點及交叉都存在唯一性,可用于人身份的準確鑒別。
4)圖像編碼。在某些特定需求的情況下,需要對圖像進行處理。圖像編碼技術主要用于圖像的傳輸以及數據的壓縮等領域。當然,在進行處理的過程中,需要注意這么幾點事項:一是圖像的處理過程中,應盡量對一些多余的信息進行刪除處理,這樣可以提高圖像數據的傳輸、壓縮等操作;二是基于人的視覺心理特性,采用混合編碼或預測編碼的方法,實現對圖像的編碼操作。
3 新時期計算機圖像處理技術的發展趨勢
在新的歷史時期,計算機圖像處理技術發展迅速,諸多新算法的出現,如形態學、人工神經網絡、分形幾何等,不僅豐富了計算機圖像處理技術的理論,而且推動了計算機圖像處理技術的發展。所以,近年來,計算機圖像處理技術正朝著如下的方向發展:
1)計算機圖像處理功能集成化。隨著現代社會發展的日益需求,實現計算機圖像處理技術的功能集成化,如將圖像處理功能集成在芯片之上,那么,具有十分重要的意義。所以,這方面是當前研究的一大熱點。
2)算法的不算完善及出新。近年來,各類算法正不斷地完善,并且諸多新的算法也出現,如分形集合、人工神經網絡等。無論是算法的完善還是新算法的出現,都在很大程度上提高了圖像處理的精度、速度等要素。
3)實現“實時動態圖像技術”。這一技術是圖像處理技術的重要發展趨勢。該技術不僅在已有技術的基礎上結合人工智能、成像等技術,而且具有廣泛的社會效益和運用領域。所以,該技術發展的成熟,勢必推動諸多領域的發展,創造更多的社會價值。
而對于我國而言,我國在計算機圖像處理技術領域,近年來的發展也十分迅速。無論是在理論研究還是在實踐研究,都取得了一定的成果,與世界發達國家接軌。如,在數據獲取方面,我國自主研制的對地觀測衛星系統;在醫療衛生領域,也形成相對比較成熟的技術。這些研究的成功及運用,極大地推動了我國的現代化建設,強化了國家安全建設。
4 計算機圖像處理技術的應用
由于計算機圖像處理技術的不斷發展,其所運用的領域也日益多元化。如,農業、醫學、氣象等領域,都有計算機圖像處理技術的運用。所以,筆者結合計算機圖像處理技術的實際運用情況,作如下的具體闡述:
1)計算機圖像處理技術在農業方面的應用。當前,計算機圖像處理技術在農產品加工中應用廣泛,并取得較好的應用效果。基于計算機圖像處理技術,實現了農產品機械自動化操作,這在很大程度上提高了農產品的加工效率,而且節省了大量的人力資源。當前計算機處理技術在農業中最典型的應用當屬“蘑菇自動化采摘系統”。該系統的原理就是基于計算機圖像處理技術,實現對機器人的控制,進而做到蘑菇采摘的自動化。在機械自動化的背景下,不僅提高了蘑菇采摘速度,而且提高了蘑菇采摘的質量。當然,我國計算機圖像處理技術在農業中的應用仍有待進一步深入,以實現農產品采摘到價格一體化。
2)計算機圖像處理技術在紡織業中的應用。對于紡織業而言,計算機圖像處理技術可以對原料進行更好地檢驗及分析、對成品進行更好地評價,這就在很大程度上提高了過去人工檢驗的諸多弊端。所以,計算機圖像處理技術在紡織業中的應用,讓傳統的諸多操作正發生著巨大的變化。
首先,傳統檢驗、分析以主觀評定法為主,基于計算機圖像處理技術,實現了“特征識別模式”,極大的提高了評定的客觀公正性;
其次,計算機圖像處理技術的不斷發展,尤其是拓撲理論及遺傳算法的不斷完善,進一步提高了其在紡織業中的應用效果,實現了對產品質量的有效控制及評定。所以,計算機圖像技術的發展及應用,給紡織業帶來了革命式改變;
再次,對于紡織產品的線質量檢測,實現了CIMS系統的自動檢測。這一重要環節上的應用,集中體現了計算機圖像處理技術在紡織業的應用價值。
3)計算機圖像處理技術在交通領域的應用。當前,道路交通日益發達,如何構建安全的道路交通,就需要各類現代技術的,而攝像監控系統是其最常見的應用之一。在交通紅綠燈處,攝像頭將交通違章行為的圖像以記錄下,之后傳輸至計算機端,并進行相關的保存。在這一系列的監控之中,無論是自動檢測識別還是保存,都應用到了計算機圖像處理技術。所以,計算機圖像處理技術在交通領域的應用,不僅方便了交通違章違法行為的記錄,而且為交通安全構建起了“天眼”系統,具有十分重要的社會價值。
4)計算機圖像處理技術在工業領域的應用。隨著現代工業的不斷發展,自動化工業生產模式以成為其發展的必然性。而這一切的發展很大程度上取決于計算機。所以,計算機圖像處理技術在現代工業生產中有著廣泛的應用,并且社會價值十分突出。例如,現代工業生產線的識別系統,就廣泛運用計算機圖像處理技術,以實現對生產線的精準控制,進而達到自動化生產。當然,計算機圖像處理技術在工業生產中的應用還很多,并且隨著計算機圖像處理技術的發展,其運用范圍將更加地廣泛、社會價值更高。
5 結束語
在信息科技時代,計算機圖像處理技術已廣泛應用于社會的各個方面,在很大程度上推動了現代社會的發展。隨著計算機圖像處理技術的不斷發展,其應用性和社會價值將更加的突出。計算機圖像處理技術的發展,正朝著數字高清化、集成化方向發展,尤其是各類新算法的出現、已有算法的完善,在很大程度上推動了計算機圖像處理技術的發展,讓其更加具有廣泛的應用性和社會價值。
參考文獻:
[1] 張穎.關于計算機圖像處理技術的應用研究[J].計算機光盤軟件與應用,2011(20).
[關鍵詞]研究生教育;醫學圖像處理;教學
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.06.138
[中圖分類號]G648.4 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194(2017)06-0-02
為滿足醫學研究生對醫學圖像加工處理需求不斷增加的現狀,各醫學院校在醫學研究生的計算機教學中紛紛引入了醫學圖像處理課程。其目的在于使學習者能夠適應醫學影像設備在醫院廣泛應用的現狀,掌握基礎的、主流的相關醫學圖像處理的計算機數字處理技能。醫學圖像處理是圍繞計算機技術、電子技術、信息技術和醫學影像技術的多學科交叉性的學科,其以計算機為載體和主要工具,對不同醫學影像設備所采集和生成的醫學影像進行目的性的二次處理,進而輔助于醫療工作。
涉及數字圖像處理的醫學圖像主要包括:計算機射線照相檢測(Computed Radiography,簡稱CR ),數字化X射線照相檢測(Digital Radiography,簡稱DR),計算機斷層掃描成像(Computed Tomography,簡稱CT),磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,簡稱MRI),正電子發射機斷層掃描成像(Positron Emission Tomography,簡稱PET),超聲成像(Ultrasound,簡稱US)等。對學習者來說:首先是通過醫療圖像設備獲取相應的醫學圖像;其次是了解待處理的圖像及其特征,并根據實際需要設計相應的計算機算法方案;再次是使用相應的圖像處理工具(Photoshop或Matlab)按照算法方案進行特定圖像的處理;最后是對處理結果進行驗證,如果結果具有可靠性、實用性則將處理結果用于醫療。
醫學圖像處理課程教學是基于圖像處理的理論,針對醫學中醫學圖像相關內容,結合醫學圖像處理的過程而展開的教學活動。
1 醫學圖像處理課程分析
本文以S醫科大學為例,對其研究生的醫學圖像處理課程進行了剖析。
在課程基礎方面,需要完成醫學影像學基礎、計算機公共基礎學、醫學診斷學等部分課程;在課程實踐方面,需要有計算機實踐中心作為支持,并具備計算機應用環境,安裝Photoshop和Matlab等專業處理軟件;在教學時間方面,依據內容為64學時;在教學內容方面,依據聶生東 等編著,由復旦大學出版社出版的《醫學圖像處理》教材為準,教學內容涵蓋了醫學圖像處理的基本概念、典型方法和使用技術三個主要方面,具體內容如表1所示。在教學考核方面,將理論性考核與技能實踐性考核相結合,實現綜合性評價。
2 醫學圖像處理課程的教學現狀
為進一步對研究生醫學圖像處理教學進行分析,本文對部分醫學院校的醫學圖像處理課程教學現狀進行了系統的調查分析,以下為調查結果。
2.1 對醫學圖像處理教學的重視程度不足
首先,調查顯示近50%的醫學院校沒有針對研究生開設獨立的醫學圖像處理課程,而是部分地將相應的教學內容移入到研究生計算機教學的部分章節,課時少、內容概括,難以達到相應的教學目標。其次,在已開設醫學圖像處理課程的學校,超過30%的學校將其設定為非指定選修課或者為影像專業的專業考查課。
2.2 教學內容簡單
醫學圖像處理課程是多學科的交叉性邊緣學科,其對計算機使用及編程內容要求較高,同時涉及很多數學建模、算法問題,教師在教學中發現這對醫學研究生的學習和運用具有較高的難度,因此實際教學中內容難以深入,難以實現其教學目標的要求。
2.3 教學工具單一,難以滿足教學要求
調查顯示,70%以上的醫學圖像處理課程使用的是Adobe公司的Photoshop軟件工具,不容置疑Photoshop是功能強大的圖像編輯處理軟件,但醫學圖像處理很大程度上要設計特定算法及組合方案,是更高級的圖像處理,如邊緣檢測、對象識別、智能分析和配準等,這是Photoshop難以實現的。目前,公認圖像處理課程教學中較好的軟件是具有編程功能的Matlab和C++等工具。
2.4 缺乏合理的教W團隊
目前,90%的醫學圖像處理課程的教學工作由從事計算機教育工作的教師承擔,其重要問題在于計算機教師屬于理工學科范疇,其對醫學相關問題的研究和理解有限,難以實現圖像處理與醫學問題的結合。同時,這個問題也體現在醫學圖像處理的教材中,縱觀現有的醫學圖像處理教材,其作者90%以上為計算機領域的研究者,導致教材只是在淺層實現圖像處理向醫學方向的靠攏。還有部分院校的醫學圖像處理課程由醫學影像專業的教師承擔,其問題表現在相應的教師沒有較深的計算機圖像處理素養。
2.5 其他方面
除了上述主要問題外,研究生的醫學圖像處理課程的問題還表現在教學實踐性差,教學案例醫學針對性不足,教材內容可用性不強等方面。
3 醫學圖像處理課程的發展對策
基于研究生醫學圖像處理課程的限制和主要問題,未來醫學圖像處理課程要想在一個良性的發展軌道上運行,必須注重以下幾個方面。
3.1 提高認知程度
國家教育管理機構、各級醫學院校和學習者本人都要認識到醫學圖像處理相關的知識和技能在醫務工作者未來工作中的重要性。當今社會已經步入了全信息化時代、綜合素質時代和高科技時代,相關人員一定要認識、并重視醫學圖像處理在輔助醫學診療中所具有的極其重要的作用。
3.2 組建合理的醫學圖像處理課程體系
醫學圖像處理的多學科性要求其學習者要有一定的多學科知識和技能基礎,這也是醫學圖像處理可以進行深入學習的前提。因此,要在醫學本科生階段構建計算機基礎、程序設計基礎、醫學診斷學、影像學等知識基礎架構,使醫學圖像處理成為這些課程的延續與深入。
3.3 組建醫學圖像處理領域的科研教學團隊
教學是大學教師最基本的工作職能,同時大學教師還有科學研究的義務。組建醫學圖像領域的科研教學團隊,將多學科的教學研究者,以科研為目標組合到一起,實現彼此間的交流、合作和領域滲透,打破目前教學在師資方面的限制。
3.4 建設醫學圖像處理實例資源庫
醫學圖像處理實例是提高課程針對性,明確未來業務需求,提高學生學習興趣等的最直接手段。要想使醫學圖像課程可持續發展,建設醫學圖像處理實例資源庫是十分必要的。
3.5 采用先進的教學形式,注重教學環境的建設
醫學圖像處理課程在定位上比較注重于研究生醫學圖像處理技能的培養,是實用技能的素質教育,因此,實踐教學尤為重要。傳統的教學模式難以滿足現在的教學需求,因此,應注重新教學形式的引入,如以任務為驅動的教學模式、SPOC教學模式等。同時,要進一步加強教學環境的建設,構建高性能、全數字化的教學設施和教學實踐平臺環境,這也是教學的基礎保障。
3.6 依托互聯網實現醫學圖像處理教育的延續
目前,限制醫學圖像處理教學效果的另一因素是教學學時有限。醫學圖像處理是一個系統的理論和工程,有限的教學學時嚴重阻礙了學習的深入性和可持續性,因此,應借助互聯網等現有的科技形式對教學進行進一步延續。
4 結 語
隨著信息時代、高科技時代和多媒體時代的到來,醫療診治的工作中包含大量的診療相關圖像,這些醫學圖像作為醫學診療的輔助,具有重要的價值。因此,醫療相關工作者必須掌握醫學圖像處理的相關知識和技能,提高自己的綜合素質,發現、獲取、提并利用這些醫療圖像的價值。醫學圖像處理課程正是在這樣的需求下進入到大學教育體系中,為了更好地完成相應課程的教學工作,本文以研究生為例對醫學圖像處理課程教學進行了剖析,并從課程教學的現狀和發展對策兩個主要方面進行了闡述,以期對未來研究生醫學圖像處理課程的發展具有指導和借鑒意義。
主要參考文獻
【關鍵詞】圖形圖像;處理技術
中圖分類號:TP39文獻標識碼:A文章編號:1006-0278(2012)01-094-01
圖形圖像處理技術課程在圖形圖像制作專業課程體系中,既是一門基礎課,也是一門專業課。計算機圖形學是借助計算機來研究圖形表達、處理圖像、顯示生成的學科。歷經30多年的發展,計算機圖形學成為現代應用科學中最活躍的分支之一,并得到廣泛的運用。
一、計算機圖形圖像處理的基本概念
計算機圖形圖像處理是指把由概念或數學描述所表示物體的幾何數據或幾何模型,用計算機進行顯示、存儲、修改、完善及進行相關有關操作的過程。圖形圖像處理包括的主要內容有:1.幾何變換,如平移、旋轉、縮放、透視和投影等;2.圖像數字化、圖像編碼、圖像增強、圖像復原、圖像分割和圖像分析等;3.曲線和曲面擬合;4.建模或造型設計;5.隱線、隱面消除;6.明暗處理;7.貼圖紋理;8.色彩設計。
二、計算機圖形系統的組成與功能
(一)計算機圖形系統的組成
計算機圖形系統由硬件設備和相應的圖形圖像軟件系統兩部分組成。高質量的計算機圖形離不開高性能的計算機圖形硬件設備。圖形系統硬件通常由圖形處理器,圖形輸出設備和輸入設備組成。圖形處理器是圖形系統結構的重要部件,是連接計算機和顯示終端的紐帶。圖形處理器具有存儲和處理圖形的功能,而且能完成大部分的圖形函數計算,這大大減輕了CPU負擔,提高了系統的顯示能力和速度。隨著計算機系統、圖形輸入輸出設備的發展,計算機圖形軟件也不斷地更新和完善,目前有許多支持計算機圖形技術的軟件系統。如各種子程序包、圖形函數庫、甚至是專用的圖形系統。隨著圖形系統的發展,提出了圖形軟件標準化的問題。為實現程序的可移植性,開發出了面向設備的驅動程序包或面向用戶的圖形生成及管理程序包。
(二)圖形系統的功能
圖形系統的設計和研制是計算機科學和工程領域的重要內容。作為一個圖形系統,至少應具有計算、存儲、輸入、輸出、對話等五個方面的基本功能。計算功能:實現設計過程中所需的計算、變換、分析等。存儲功能:存放(形體的)幾何數據、形體間的關系,并可對數據實時檢索、維護。輸入功能:輸入形體的幾何參數及各種命令。輸出功能:可顯示過程中的狀態,修改后的結果,并可硬拷貝及輸出。對話功能:通過圖形顯示器及相應人―機交互設備直接進行人―機通信。用戶通過顯示器觀察設計結果和圖形,通過選擇拾取設備,對不滿意部分作修改。系統還可追溯以前的工作步驟,對用戶操作執行的錯誤給予必要的提示和跟蹤以上五種功能是一個圖形系統所具備的基本功能,至于每種功能中有哪些能力,則因不同系統而異。
三、計算機圖形學的發展與應用
(一)計算機圖形學的發展
計算機圖形學的研究起源于美國麻省理工學院, 20世紀50年代初到60年代中期,麻省理工學院積極從事計算機輔助設計和制造技術研究。它證明了交互式計算機圖形學是一個可行的、有用的研究領域,從而確立了計算機圖形學作為一個嶄新的學科分支的獨立地位1964年,孔斯提出了用小塊曲面片組合表示自由曲面,使曲面片邊界上達到任意高階連續的理論方法,稱孔斯曲面。此方法受到工業界和學術界極大重視。
(二)計算機圖形學的應用領域
1.計算機輔助設計與制造是計算機圖形學在現代工業界應用最為廣泛和流行的工具。計算機圖形學被廣泛應用于建筑設計、室內施工圖設計、機械產品設計。包括飛機、動車、汽車、船舶的外形設計和發電廠、模具廠等的功能布局。在電子工業設計中,計算機圖形學應用到大規模集成電路、印刷電路板、電子線路和網絡分析等方面發揮的優勢十分明顯。
2.計算機圖形化的用戶接口。一個好的圖形化用戶界面能大大提高軟件的易用性,隨著Apple公司圖形界面操作系統的推出,特別是微軟windows應用操作系統的普及,標志著圖形學已經融入到計算機的各個領域。
3.地形地貌和自然資源圖。國土基礎信息是國家經濟系統的重要組成部分。利用這些存儲的信息可繪制平面圖、生成三維地形地貌圖,為高層次的國土整治進行預測和提供決策,為綜合治理和資源利用開發研究提供科學依據,在軍事方面也體現著重要價值。
4.計算機動畫和藝術設計。用于藝術創意和設計的軟件很多,如二維平面的應用程序CorelDraw, Photoshop, Paintshop,三維動畫建模和渲染軟件3D MAX, Maya等口在現代各行各業中應用廣泛,發揮著重要作用。
四、圖形與圖像的區別與聯系
(一)數據來源不同:圖像數據來自客觀世界:圖形數據來自主觀世界。
(二)處理方法不同:圖像處理方法包括幾何修正、圖像變換、圖像增強、圖像分割、圖像理解、圖像識別等:圖形處理方法包括幾何變換、開窗和裁剪、隱藏線和隱藏面消除、曲線和曲面擬合、明暗處理、紋理產生等。
當前社會各行各業對網頁宣傳都比較注重,所以藝術與網頁展示的結合是勢在必行的趨勢,在網頁設計中應用計算機圖像處理技術,能夠令網頁增加一定的感染力與藝術感,進而帶動人們的興趣。由于網頁設計十分重視圖形圖像這部分的處理,所以網頁設計的終極目標就是如何利用圖像處理技術對圖像與文字進行有機的結合,以及如何使瀏覽者能夠在打開網頁的第一時間關注到網站想要宣傳的內容。
計算機圖像處理技術概括
計算機圖像處理技術是網絡發展與時代變化的產物,伴隨數碼是時代的來臨,計算機的屏幕上開始出現了圖片,人們對數碼圖片也產生越來越豐厚的興趣。而我們所說的計算機圖像處理技術就是以數碼圖片為基礎而進行設計的[1]。早先,計算機圖像處理還僅僅局限于圖像顯示功能上的處理,利用硬件與驅動接口,將計算機同拍照設備之間進行連接,進而使得計算機瀏覽圖片成為可能。隨著人們越來越高的圖片質量要求,逐漸出現了處理圖片的需求,也就隨之研發了針對圖像進行處理的技術,并最終得到了應用。
計算機圖像處理技術在當前的應用
伴隨不斷普及或者說是已經普及了的計算機圖像,使得越來越多的非專業人士致力于探究與處理計算機圖像。因此,要在一定程度上對圖像處理技術加以改革,其中最為重要的就是針對一些圖像處理軟件的改革。為了方便越來越多的人都能對圖像加以處理,也就使得一些操作簡單的圖像處理軟件得到了發展。因而計算機圖像處理技術在未來的發展方向必定是簡潔化與簡單化。
眾所周知,在對圖片進行處理時,人們經常用到Photoshop這一軟件,從一定程度上講,這種軟件對圖像的處理有著十分重要的作用。通常來說,經過拍照得到的圖片,其質量是不能進行二次加工的,但是在研發出計算機圖像處理軟件之后,實現了對圖像的二次處理。利用Photoshop軟件可以識別出圖片的格式,并進一步的對色彩加以一定程度的控制,在該軟件的使用過程中,可以對色彩或者是光線進行相應的操作,進而使圖片的質量得到了提升。
計算機圖像處理在網頁技術的應用
1.圖像尺寸的處理
在網站中對圖像進行合理的布局是十分重要的,因此就一定要考慮到圖像尺寸的問題,因為網頁直觀的效果會因圖像的尺寸而受到之間的影響[2]。對與尺寸大的圖像,應當使其涵蓋更加更加豐富的內容,將想要表達的內容精細的展現出來,使內容變得更加直觀,使瀏覽者引起快速的注意;而尺寸較小的圖像,應當具有一定的個性化,為網頁進行更好的烘托。想要在網頁中將各種大小不同的圖像同文字進行結合,對網頁進行展示,就需要我們合理的對網頁的主標題與副標題加以配置,使主標題能夠更加明顯的突出表現出來,以至于更加吸引瀏覽者的眼球,使附屬圖同主圖之間配合的相得益彰,實現更加完美的設計效果。
2.使圖像成為網站的標志
對于任何形式的網站來說,都是因為一定的目的而成立的,網頁中的點擊率高低很大程度上取決于網站采用的網頁LOGO,也就是說整個網頁中能夠起到關鍵性作用的就是網頁LOGO。通常設計師都是根據企業的理念以及企業的本身來對LOGO進行精心的設計,在其設計過程中需要包含功能性以及藝術性,只有設計得當的LOGO才能令人有歡喜的感覺產生。當前優秀的LOGO設計都是設計師以企業本身具有的文化特色以及企業的產品為基礎,再加上相應的藝術色彩表現來進行設計的,最終使瀏覽者在看到企業LOGO時產生一個美好的感受,進而對該網站產生相應的信任。
3.使圖像成為網站的關鍵圖
不難發現,我們在瀏覽網頁時,總會看見各個網頁都會利用一些引人注目的圖像使瀏覽者的目光被深深的吸引,進而產生瀏覽網頁的愿望。然而在網頁中插入的圖像不僅僅是為了使網頁的瀏覽量得到提升,更是為了使瀏覽者通過看到的圖像對網頁內容加以了解。這樣就使得這張圖像成了統領全局的關鍵圖,充分的將網頁中的內容顯示了出來。雖然不通過文字而是單單使用圖像的形式顯示出將要表達的內容屬于以一種傳統的宣傳方式,但是還是會對人們產生一種強力的視覺沖擊感,進而更加直觀的將內容展示出來。
關鍵詞: 計算機圖像處理技術;數字全息
0 引言
全息技術是物理學中一重要發現,越來越多的應用于各個行業。伴隨著CCD技術和計算機技術的發展,全息技術也得到一次質的飛躍,從傳統光學全息到數字全息。傳統光學全息將物光和參考光干涉得到全息照片來記錄光的振幅和相位信息,而數字全息則用CCD記錄物光和參考光的干涉,形成數字全息圖,再通過計算機圖像處理技術處理全息圖。因此,影響數字全息技術發展有兩個重要方面:CCD技術和計算機圖像處理技術。本文將從計算機應用方面闡述圖像處理技術在全息中的應用。
1 圖像處理技術
圖像是現代社會人們獲取信息的一個主要手段。人們用各種觀測系統以不同的形式和手段獲得圖像,以拓展其認識的范圍。圖像以各種形式出現,可視的、不可視的,抽象的、實際的,計算機可以處理的和不適合計算機處理的。但究其本質來說,圖像主要分為兩大類:一類是模擬圖像,包括光學圖像、照相圖像、電視圖像等。它的處理速度快,但精度和靈活性差。另一類是數字圖像。它是將連續的模擬圖像離散化后處理變成為計算機能夠辨識的點陣圖像。從數字上看,數字圖像就是被量化的二維采樣數組。它是計算機技術發展的產物,具有精度高、處理方便和重復性好等特點。
圖像處理就是將圖像轉化為一個數字矩陣存放在計算機中,并采用一定的算法對其進行處理。圖像處理的基礎是數學,最主要任務就是各種算法的設計和實現。目前,圖像處理技術已經在很多方面有著廣泛的應用。如通訊技術、遙感技術、生物醫學、工業生產、計算機科學等等。根據應用領域的不同要求,可以將圖像處理技術劃分為許多分支,其中比較重要的分支有:①圖像數字化:通過采樣和量化將模擬圖像變成便于計算機處理的數字形式。③圖像的增強和復原:主要目的是增強圖像中的有用信息,削弱干擾和噪聲,使圖像清晰或將轉化為更適合分析的形式。③圖像編碼:在滿足一定的保真條件下,對圖像進行編碼處理,達到壓縮圖像信息量,簡化圖像的目的。以便于存儲和傳輸。④圖像重建:主要是利用采集的數據來重建出圖像。圖像重建的主要算法有代數法、傅立葉反投影法和使用廣泛的卷積反投影法等。⑤模式識別:識別是圖像處理的主要目的。如:指紋鑒別、人臉識別等是模式識別的內容。當今的模式識別方法通常有三種:統計識別法、句法結構模式識別法和模糊識別法。⑥計算機圖形學:用計算機將實際上不存在的,只是概念上所表示的物體進行圖像處理和顯現出來。
2 計算機圖像處理技術在全息學中的應用
圖像處理技術在全息中的應用主要表現在:一是計算全息,基于計算機圖形學將計算機技術與光全息技術結合起來,通過計算機模擬、計算、處理,制作出全息圖。因此它可以記錄物理上不存在的實物。二是利用圖像的增強和復原,圖像編碼技術等對數字全息圖像質進行提高以及實現的各種算法。它的應用大致可以分為兩大類,即空域法和頻域法:①空域法:這種方法是把圖像看作是平面中各個像素組成的集合,然后直接對這一二維函數進行相應的處理。空域處理法主要有下面兩大類:一是領域處理法。其中包括梯度運算(Gradient Algorithm),拉普拉斯算子運算(Laplacian Operator) ,平滑算子運算(Smoothing Operator)和卷積運算(Convolution Algorithm)。二是點處理法。包括灰度處理 (grey processing),面積、周長、體積、重心運算等等。②頻域法:數字圖像處理的頻域處理方法是首先對圖像進行正交變換,得到變換頻域系列陣列,然后再施行各種處理,處理后再反變換到空間域,得到處理結果。這類處包括:濾波、數據壓縮、特征提取等處理。
3 模擬實驗
本文運用matlab軟件,利用圖像處理技術,編寫了程序,以模擬計算全息和實現全息圖像的濾波。圖1是計算全息實現流程圖。
本文將運用matlab程序設計語言實現計算全息的制作、再現過程。標有“涉”一字,圖像尺寸為1024像素×1024像素;。模擬實驗中用到的參數為:激光模擬了氦氖激光器,波長為638.2nm;再現距離為40cm;因為原始物圖的尺寸用像素為單位表示,所以像素分辨率為1。
從模擬實驗中可以看出,數字全息的處理過程其實就是計算機圖像處理在全息技術的應用過程。利用計算機圖像處理技術對全息圖進行了記錄,將物光和參考光干涉得到了全息圖。并利用圖像的增強和復原對圖像進行了處理,以消除噪聲,得到更好的全息再現象。
本文僅模擬了計算全息的實現和再現過程,其實,計算機圖像處理在全息技術中的應用是全方位的,用實驗方法得到的全息圖中包含了更多的其他無用信息(噪聲),圖像處理技術在這里就顯得尤為重要。隨著計算機圖像處理技術的進一步發展,全息技術必然會迎來新的一輪發展和飛躍。
參考文獻:
[1]周燦林,亢一瀾.數字全息干涉法用于變形測量.光子學報,2004,13(2):171-173.
[2]劉誠,李銀柱,李良鈺等.數字全息測量技術中消除零級衍射像的方法[J].中國激光,2001,A28(11):1024-1026.
關鍵詞: 計算機圖像處理技術;數字全息
0 引言
全息技術是物理學中一重要發現,越來越多的應用于各個行業。伴隨著CCD技術和計算機技術的發展,全息技術也得到一次質的飛躍,從傳統光學全息到數字全息。傳統光學全息將物光和參考光干涉得到全息照片來記錄光的振幅和相位信息,而數字全息則用CCD記錄物光和參考光的干涉,形成數字全息圖,再通過計算機圖像處理技術處理全息圖。因此,影響數字全息技術發展有兩個重要方面:CCD技術和計算機圖像處理技術。本文將從計算機應用方面闡述圖像處理技術在全息中的應用。
1 圖像處理技術
圖像是現代社會人們獲取信息的一個主要手段。人們用各種觀測系統以不同的形式和手段獲得圖像,以拓展其認識的范圍。圖像以各種形式出現,可視的、不可視的,抽象的、實際的,計算機可以處理的和不適合計算機處理的。但究其本質來說,圖像主要分為兩大類:一類是模擬圖像,包括光學圖像、照相圖像、電視圖像等。它的處理速度快,但精度和靈活性差。另一類是數字圖像。它是將連續的模擬圖像離散化后處理變成為計算機能夠辨識的點陣圖像。從數字上看,數字圖像就是被量化的二維采樣數組。它是計算機技術發展的產物,具有精度高、處理方便和重復性好等特點。
圖像處理就是將圖像轉化為一個數字矩陣存放在計算機中,并采用一定的算法對其進行處理。圖像處理的基礎是數學,最主要任務就是各種算法的設計和實現。目前,圖像處理技術已經在很多方面有著廣泛的應用。如通訊技術、遙感技術、生物醫學、工業生產、計算機科學等等。根據應用領域的不同要求,可以將圖像處理技術劃分為許多分支,其中比較重要的分支有:①圖像數字化:通過采樣和量化將模擬圖像變成便于計算機處理的數字形式。③圖像的增強和復原:主要目的是增強圖像中的有用信息,削弱干擾和噪聲,使圖像清晰或將轉化為更適合分析的形式。③圖像編碼:在滿足一定的保真條件下,對圖像進行編碼處理,達到壓縮圖像信息量,簡化圖像的目的。以便于存儲和傳輸。④圖像重建:主要是利用采集的數據來重建出圖像。圖像重建的主要算法有代數法、傅立葉反投影法和使用廣泛的卷積反投影法等。⑤模式識別:識別是圖像處理的主要目的。如:指紋鑒別、人臉識別等是模式識別的內容。當今的模式識別方法通常有三種:統計識別法、句法結構模式識別法和模糊識別法。⑥計算機圖形學:用計算機將實際上不存在的,只是概念上所表示的物體進行圖像處理和顯現出來。
2 計算機圖像處理技術在全息學中的應用
圖像處理技術在全息中的應用主要表現在:一是計算全息,基于計算機圖形學將計算機技術與光全息技術結合起來,通過計算機模擬、計算、處理,制作出全息圖。因此它可以記錄物理上不存在的實物。二是利用圖像的增強和復原,圖像編碼技術等對數字全息圖像質進行提高以及實現的各種算法。它的應用大致可以分為兩大類,即空域法和頻域法:①空域法:這種方法是把圖像看作是平面中各個像素組成的集合,然后直接對這一二維函數進行相應的處理。空域處理法主要有下面兩大類:一是領域處理法。其中包括梯度運算(Gradient Algorithm),拉普拉斯算子運算(Laplacian Operator) ,平滑算子運算(Smoothing Operator)和卷積運算(Convolution Algorithm)。二是點處理法。包括灰度處理 (grey processing),面積、周長、體積、重心運算等等。②頻域法:數字圖像處理的頻域處理方法是首先對圖像進行正交變換,得到變換頻域系列陣列,然后再施行各種處理,處理后再反變換到空間域,得到處理結果。這類處包括:濾波、數據壓縮、特征提取等處理。
3 模擬實驗
本文運用matlab軟件,利用圖像處理技術,編寫了程序,以模擬計算全息和實現全息圖像的濾波。圖1是計算全息實現流程圖。
本文將運用matlab程序設計語言實現計算全息的制作、再現過程。標有“涉”一字,圖像尺寸為1024像素×1024像素;。模擬實驗中用到的參數為:激光模擬了氦氖激光器,波長為638.2nm;再現距離為40cm;因為原始物圖的尺寸用像素為單位表示,所以像素分辨率為1。
從模擬實驗中可以看出,數字全息的處理過程其實就是計算機圖像處理在全息技術的應用過程。利用計算機圖像處理技術對全息圖進行了記錄,將物光和參考光干涉得到了全息圖。并利用圖像的增強和復原對圖像進行了處理,以消除噪聲,得到更好的全息再現象。
本文僅模擬了計算全息的實現和再現過程,其實,計算機圖像處理在全息技術中的應用是全方位的,用實驗方法得到的全息圖中包含了更多的其他無用信息(噪聲),圖像處理技術在這里就顯得尤為重要。隨著計算機圖像處理技術的進一步發展,全息技術必然會迎來新的一輪發展和飛躍。
參考文獻:
[1]周燦林,亢一瀾.數字全息干涉法用于變形測量.光子學報,2004,13(2):171-173.
[2]劉誠,李銀柱,李良鈺等.數字全息測量技術中消除零級衍射像的方法[J].中國激光,2001,A28(11):1024-1026.
【論文摘 要】全息技術是物理學中的重大發現,近年來在各個行業得到廣泛的應用。作為全息技術中的兩個重要部分——CCD和計算機圖像處理技術,在推動數字全息新一輪發展中起到至關重要的作用。本文將著重從計算機應用方面闡述圖像處理技術在全息中的應用。
全息技術是物理學中一重要發現,越來越多的應用于各個行業。伴隨著CCD技術和計算機技術的發展,全息技術也得到一次質的飛躍,從傳統光學全息到數字全息。傳統光學全息將物光和參考光干涉得到全息照片來記錄光的振幅和相位信息,而數字全息則用CCD記錄物光和參考光的干涉,形成數字全息圖,再通過計算機圖像處理技術處理全息圖。因此,影響數字全息技術發展有兩個重要方面:CCD技術和計算機圖像處理技術。
1.圖像處理技術。圖像是現代社會人們獲取信息的一個主要手段。人們用各種觀測系統以不同的形式和手段獲得圖像,以拓展其認識的范圍。圖像以各種形式出現,可視的、不可視的,抽象的、實際的,計算機可以處理的和不適合計算機處理的。但究其本質來說,圖像主要分為兩大類:一類是模擬圖像,包括光學圖像、照相圖像、電視圖像等。它的處理速度快,但精度和靈活性差。另一類是數字圖像。它是將連續的模擬圖像離散化后處理變成為計算機能夠辨識的點陣圖像。從數字上看,數字圖像就是被量化的二維采樣數組。它是計算機技術發展的產物,具有精度高、處理方便和重復性好等特點。
圖像處理就是將圖像轉化為一個數字矩陣存放在計算機中,并采用一定的算法對其進行處理。圖像處理的基礎是數學,最主要任務就是各種算法的設計和實現。目前,圖像處理技術已經在很多方面有著廣泛的應用。如通訊技術、遙感技術、生物醫學、工業生產、計算機科學等等。根據應用領域的不同要求,可以將圖像處理技術劃分為許多分支,其中比較重要的分支有:①圖像數字化:通過采樣和量化將模擬圖像變成便于計算機處理的數字形式。③圖像的增強和復原:主要目的是增強圖像中的有用信息,削弱干擾和噪聲,使圖像清晰或將轉化為更適合分析的形式。③圖像編碼:在滿足一定的保真條件下,對圖像進行編碼處理,達到壓縮圖像信息量,簡化圖像的目的。以便于存儲和傳輸。④圖像重建:主要是利用采集的數據來重建出圖像。圖像重建的主要算法有代數法、傅立葉反投影法和使用廣泛的卷積反投影法等。⑤模式識別:識別是圖像處理的主要目的。如:指紋鑒別、人臉識別等是模式識別的內容。當今的模式識別方法通常有三種:統計識別法、句法結構模式識別法和模糊識別法。⑥計算機圖形學:用計算機將實際上不存在的,只是概念上所表示的物體進行圖像處理和顯現出來。
2.計算機圖像處理技術在全息學中的應用。圖像處理技術在全息中的應用主要表現在:一是計算全息,基于計算機圖形學將計算機技術與光全息技術結合起來,通過計算機模擬、計算、處理,制作出全息圖。因此它可以記錄物理上不存在的實物。二是利用圖像的增強和復原,圖像編碼技術等對數字全息圖像質進行提高以及實現的各種算法。它的應用大致可以分為兩大類,即空域法和頻域法:①空域法:這種方法是把圖像看作是平面中各個像素組成的集合,然后直接對這一二維函數進行相應的處理。 空域處理法主要有下面兩大類:一是領域處理法。其中包括梯度運算(Gradient Algorithm),拉普拉斯算子運算(Laplacian Operator) ,平滑算子運算(Smoothing Operator)和卷積運算(Convolution Algorithm)。二是點處理法。包括灰度處理 (grey processing),面積、周長、體積、重心運算等等。②頻域法:數字圖像處理的頻域處理方法是首先對圖像進行正交變換,得到變換頻域系列陣列,然后再施行各種處理,處理后再反變換到空間域,得到處理結果。這類處包括:濾波、數據壓縮、特征提取等處理。
3.模擬實驗。本文運用matlab軟件,利用圖像處理技術,編寫了程序,以模擬計算全息和實現全息圖像的濾波。
本文將運用matlab程序設計語言實現計算全息的制作、再現過程。標有“涉”一字,圖像尺寸為1024像素×1024像素;。模擬實驗中用到的參數為:激光模擬了氦氖激光器,波長為638.2nm;再現距離為40cm;因為原始物圖的尺寸用像素為單位表示,所以像素分辨率為1。
從模擬實驗中可以看出,數字全息的處理過程其實就是計算機圖像處理在全息技術的應用過程。利用計算機圖像處理技術對全息圖進行了記錄,將物光和參考光干涉得到了全息圖。并利用圖像的增強和復原對圖像進行了處理,以消除噪聲,得到更好的全息再現象。
參考文獻
[1]周燦林,亢一瀾.數字全息干涉法用于變形測量.光子學報,2004,13(2):171-173。
[2]劉誠,李銀柱,李良鈺等.數字全息測量技術中消除零級衍射像的方法[J].中國激光,2001,A28(11):1024-1026。
關鍵詞:數字圖像處理;概念圖;CAI;實驗設計
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2012)08-0168-02
0引言
數字圖像處理技術在近20多年時間里,迅速發展成為一門集光學、微電子學、計算機科學、應用數學等學科為一體的具有強大生命力的綜合性邊緣科學。目前,數字圖像處理技術在通信工程、遙感技術、醫用圖像處理、工業生產、軍事公安、文化藝術等許多領域中發揮著越來越重要的作用。學科的快速發展決定課程教學內容改革的必要性和緊迫性。本文從教學內容、教學方法、教學手段等方面針對課程特點進行改革探討,為其他專業課教學改革提供一定的參考。
1選用教材合適,制作幻燈同步
在選用教材時緊跟學科發展的腳步,結合數字圖像處理課時較短的特點,選用了機械工業出版社出版的李朝暉主編的普通高等教育規劃教材。該教材內容精煉,突出了數字圖像處理的主要內容,包括圖像的基本知識、圖像的變換、圖像的增強、圖像的復原、圖像的壓縮編碼、圖像的分割與特征分析等基本章節,方便老師在較短的時間內將該課程的主要理論講授給學生,學生可以很快抓住數字圖像處理技術的精髓所在。該教材又不乏介紹新技術、新算法和數字圖像處理新的應用。花大量時間制作與教材完全同步的課件,便于學生深刻領會教學內容,同時又不拘泥于教材,采用課堂教學、學生自學、學生演講、上機實驗等多種教學方式,提升教學水平。
2講授概念系統,掌握基礎牢固
概念圖(Concept Map)是以綜合、分層的形式表示概念之間相互聯系的空間網絡結構圖。最初是由美國康奈爾大學教育系的Joseph D. Novak教授及同事提出來將概念圖有系統的運用于教學與學習的研究。它是一種將概念之間關系圖形化表示的技術。概念圖一目了然,對學生系統地掌握專業術語及關鍵理論非常有幫助。我在讓學生充分了解了概念圖定義及作用后,讓學生自己制訂了圖像增強一章的概念圖,大大激發了學生的創造性,同時加深了學生對基礎理論知識的學習。另一方面,概念圖可以作為學生自我評價的工具,學生在構圖時遇到困難則說明自己的知識結構存在不足;構圖不完整則說明自己的知識儲備不夠;概念圖層次不清說明自己對這部分概念的理解不透徹等等,這些都將幫助學生認識自己,并對此進行反思,以改善自身的學習,尋找完善的對策。
3培養思維能力,挖掘學生潛力
在《數學圖像處理》的教學過程中除了講清楚基本理論、基本概念外,十分注重新理論、新算法產生的原因、過程,采用啟發式教學,也就是將科學的思維過程傳給學生,培養學生的科學思維能力。如在講靜態圖像壓縮的兩種算法標準JPEG和JPEG2000時,由于JPEG是基于離散余弦變換的靜態圖像壓縮標準,而JPEG2000是基于小波變換的靜態圖像壓縮標準,因此首先給學生講授了離散余弦變換的特點,它可以將大多數的信息放到較少的系數上去,因此更能提高編碼的效率。缺點在于只要選定了需要保留的系數,則壓縮比或者說分辨率就是固定的。而小波變換恰好可以克服這一缺點,它被譽為“數學顯微鏡”,可以對函數或信號進行多尺度細化分析,為實現圖像多級分辨率提供了基礎。而小波變換又存在哪些問題,講清楚上述過程,比單講算法本身要重要的多。舊的算法也許過時,但其包含的科學思維方法并不過時,新的算法也不能解決所有問題,但其創新意識卻是解決所有問題的鑰匙。在授課過程中,為了讓學生理解各個學科在整個數字圖像處理過程中各自的作用及如何有機地結合在一起,從圖像的獲取、圖像的數字化、圖像的預處理、圖像的壓縮編碼、圖像的顯示、圖像的描述等具體過程,說明多個學科如何交叉貫穿在一起。綜合能力的提高必須掌握多學科的基礎知識,這樣才能融會貫通。理論授課結束時,讓學生分組搜集素材談談對該課程或該技術的了解,并制作PPT在課堂上演講。同學們積極踴躍,很多人講了數字圖像處理技術在日常生活中的應用,課堂效果非常好,在豐富了自己的同時也開闊了大家的視野。
4引進Photoshop,輔助教學手段
數字圖像處理技術是一門利用計算機進行圖像處理的學科,許多算法最終要在計算機上實現,因此《數字圖像處理》課程教學不能脫離計算機,開展計算機輔助教學已勢在必行。CAI是以計算機為教學媒體,通過學生與計算機之間的交互活動,充分利用計算機模擬、微觀擴大、高速處理、及時反饋、動態顯示、圖文并茂、知識密集等一系列特點,來開發人及人以外的一切學習資源,達到優化教學效果的目的。Photoshop就是一款典型的優秀數字圖像處理軟件,在《數學務圖像處理》教學中采用Photoshop作為CAI軟件,不僅可以了解計算機圖像輸入、存儲、輸出的整個過程,而且對各種圖像處理算法均有形象直觀的印象,對直方圖、圖像文件格式、調色板等數據結構有了更深的理解。理論與實踐的有機結合可使本課程的學習變得非常有趣。
5改革實驗內容,上交實驗報告
純理論教學已反映不了“數字圖像處理”課程應用性極強的時代特征,注重實踐性教學環節對培養理工科學生的創造性是極為重要的。“數字圖像處理”是以實驗為基礎的課程,主要討論用計算機對圖像進行加工和分析的方法。在開課的前一學期,完成了課程中主要實驗的編程與調試,主要包括圖像及其直方圖顯示、圖像二值化、DCT變換、圖像增強、圖像編碼等五個實驗。在該課程理論授課結束時,制定了實驗實施計劃和指導方案。要求學生用MATLAB或VC語言做實驗。實驗開始前,簡單講授該課程實驗中用到的主要的MATLAB語句,并和學生共享相關的課件,受到學生的歡迎和好評。結合學生的掌握情況,在已確定的實驗內容基礎上,又增加了圖像的邊緣檢測。課程設計結束時,要求學生上交一份完整的說明書,要求內容充實,語言簡練,能夠熟練運用相關的工具對實踐內容做出總結。通過實驗練習和指導,加深了學生對課堂教學內容的理解,提高了學生的學習興趣,大大增強了學生的實踐動手能力。
6結束語
《數字圖像處理》課程的教學任務還很艱巨,需要不斷的探索與實踐,還要在完善教學條件、提高教師自身能力和素質的過程中得到完善。課程改革的目標,是強調基礎理論的學習,突出工程意識、創新意識與綜合設計能力,使學生的信息綜合設計能力和創新能力、科學研究能力有明顯的提高,進而擴大學生的就業面。以上是我近一年在《數字圖像處理》中進行的改革與實踐,隨著教學條件的改善和教學水平的提高,還需要進一步完善教學內容,培養出越來越具有開拓精神和創新意識的現代化新人。
參考文獻:
[1]李朝暉,張弘,王京文,趙保軍.數字圖像處理及應用.北京:機械工業出版社,2007.
[2]付麗琴,桂志國,王黎明.數字信號處理原理及實現.北京:國防工業出版社,2004.
[3]阮秋琦.數字圖像處理學.北京:電子工業出版社,2008.
[4]朱虹.數字圖像處理基礎.科學出版社,2000.
隨著計算機技術、通信技術、網絡技術的不斷發展,信息技術迅速擴展到醫療事業的相關領域,深入到醫學的不同方面,并把計算機作為相應的基礎。計算機技術在醫學領域的使用不僅使醫學設備的精準度越來越高,也使相關醫療數據的統計進入到了一個新的平臺。因此,作者對計算機技術在醫學領域的應用進行了相應的分析。
1 計算機技術在醫學信息系統中的應用
醫學信息系統中的應用是計算機技術在醫學領域中的應用情況之一。一是:醫學相關信息數據資源的檢索。二是:它在醫院相關信息系統中的應用。(1)對于現代醫學來說,醫學信息相關數據的資源共享是它需要考慮的重要問題。很多地區都建立了相應的醫學信息數據庫,如北京的第四醫院CBM[1]。這些相關的醫學信息數據庫收集了很多的醫學資源。而這些醫學資源呈現出很多方面的特點,比如,相應的數據資源具有多樣化的特點;年代之間跨度很大,覆蓋范圍廣泛。而計算機技術在相應的醫學系統中,能夠對醫院信息技術的檢索提供便捷的服務。它可以運用相應的視頻、文字、聲音、圖片或者是其它形式來對醫學信息數據資源進行檢索,非常的便捷。(2)計算機技術在醫院信息系統中的應用。醫院的信息系統能夠為患者提供相應的診療技術和疾病預防治療的場所。與此同時,在醫院大量病例、臨床數據都需要進行相應的分析和處理。可見,提高醫院相應工作人員的工作效率有著很重要的作用。針對這樣的狀況,計算機技術在醫學領域中的應用,不僅可以提高工作效率,還可以減少出錯率。它主要針對的是醫院各個部門的相關數據,比如對數據進行收集、儲存、分析處理、統計[2]。同時,相應的HIS構建中,計算機技術可以為醫院提供相應的組網支持[3]。而這個組網支持可以把分散的醫院計算機系統信息匯集在一起,稱之為綜合數據庫。進而,醫院可以隨時利用它來獲得相應的信息,比如,醫院血庫信息、醫療設備信息。
2 計算機圖像處理技術在醫學領域的應用
2.1 醫學圖像處理技術的概述
當下,運用于我國的臨床診斷和醫學研究的醫學圖像有很多。比如,CT、B超、數字X光、X射線。相應的計算機技術可以對這些醫學圖像進行系統的處理,進而,提高醫學臨床的診斷水平。計算機圖像處理技術在很多方面都有所體現。比如,醫學圖像的幾何處理,醫學圖像的數字轉換,圖像的變換、壓縮、分割,圖像的復原和識別。
2.2 計算機圖像處理技術在醫學領域的應用
首先,計算機圖像處理技術在醫學成像方面的應用。它在這方面的應用非常廣泛,B超圖像中的應用只是其中的一種。一般情況下,相應的噪音和噪聲都會對B超圖像產生很大的影響。而計算機圖像處理技術的應用,可以對此造成的影響進行削弱,進行相應的除噪處理。這樣,幫助醫生對相應的B超圖片所反映出的信息進行更好地識別。同時,它還可以對關鍵地方進行紋理處理,達到更好的B超圖像效果。其次,計算機圖像處理技術在外科手術中的應用。利用計算機圖像處理技術,可以進行可視化的三維模型的建立[4]。它避免了傳統外科手術的弊端,可以通過對模型進行系統的分析和研究,來對肉眼無法看清或者患者患病部位的具體情況進行了解,制定出合理的手術計劃。當下,還可以通過三維圖像對患者的物理患病空間進行相應的注冊或者配準,再把病人患病位置的空間位置、手術器械映射進去,在進行數據的實時采集。最后,計算機圖像處理技術在MRI和CT中也有所應用。它們主要是利用計算機來對數據進行處理以及成像處理的斷層圖像技術。在此基礎上,對X線人體圖像結構進行具體的分析,來解決一些根本上的問題,如相應圖像分辨率低的問題。
3 計算機在醫學管理決策中的相關應用
(1)在電子病歷方面的應用。計算機電子技術應用到病歷中以后,解決了很多實質上的問題。它可以把病人的疾病情況以及相應的身體情況借助電子設備有序而詳細的記錄在計算機上,然后,再把患者的病歷進行數字化處理和保存。它不僅攜帶和儲存都很方便,還提供了便捷的病歷資源共享平臺,瀏覽也很方便。(2)在臨床決策系統方面的應用。首先,計算機決策系統可以提前對臨床醫學的數據進行收錄。這些數據可以向醫生提供很多方面的醫療決策提醒。其次,計算機相應的決策系統和醫學數據庫結合在一起。它可以為醫生提供相應的醫療診斷信息,以此來幫助醫生對相應的診斷問題的解決。即這些醫學數據的支持可以讓相應的決策系統為醫生準確、及時的建議以及案例參考。最后,計算機系統具有的決策功能。它可以把患者的一些情況及時反饋給主治醫生,比如,相關的患病史、藥物過敏史。進而,來幫助相應的工作人員做好相關的錄入醫囑。
Abstract: The paper explores and practises Digital Image Processing course teaching reform in teaching content, teaching methods, teaching means and practice teaching to feature of Digital Image Processing course. Through reform, it enhances the teaching effect,arouses students' ability to innovate,improves the students' practical capacity and adapts to development of new Digital Image Processing technologies.
關鍵詞: 數字圖像處理;教學方法;教學內容;實踐教學
Key words: digital image processing;teaching methods;teaching content;practice teaching
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)16-0200-01
作者簡介:王冬梅(1977-),女,黑龍江大慶人,東北石油大學講師。
0 引言
《數字圖像處理》是高等院校信息與通信類專業重要的專業課程之一,主要內容為數字圖像處理技術的基本概念、基本原理、基本分析方法和圖像處理的新技術。本課程概念抽象、原理復雜、理論性較強,給學生掌握本課程帶來一定的難度。通過多年教學實踐,對《數字圖像處理》課程的教學內容、教學方法、教學手段和實踐環節等進行了全方位的改革與實踐,取得了一定的成效[1]。
1 教學內容改革
《數字圖像處理》是涉及學科領域相當廣泛的交叉性學科,且其應用遍及通信、宇宙探測、遙感、生物醫學、工業生產、機器人視覺、視頻與多媒體系統、軍事和公安等諸多領域。然而授課學時有限,在選取教學內容時必須處理好基礎理論、相關學科以及與新興技術之間的關系,做到精選教材和教學內容[2]。
1.1 精選教材 首先,精選教材。根據教學需求,查閱了許多國內外教材,并結合數字圖像處理理論與技術的最新進展,有目的的選擇了適合當前專業學生的教材和輔助教材――何東鍵老師的《數字圖像處理》、老師的《數字圖像處理》和朱秀昌老師的《數字圖像處理與圖像通信》以及課題組老師自編實驗教材等[4-7]。
1.2 精選教學內容 數字圖像處理是指將圖像信號轉換成數字信號并利用計算機對其進行處理的過程。圖像處理需要由計算機和圖像專用設備組成的圖像處理系統對圖像數據進行輸入、加工和輸出。我們主要針對這個方面來選擇數字圖象處理課程的教學內容。實際上就是講解如何通過計算機對其進行去除噪聲、增強、復原、分割、提取特征等處理的方法和技術。隨著計算機技術和人工智能、思維科學研究的迅速發展,數字圖像處理向更高、更深層次發展。因此應當適當介紹圖象處理最新技術以及發展趨勢。增加典型數字圖像處理系統案例分析。作為讓學生理解數字圖像處理綜合知識的應用的平臺。
2 教學方法和教學手段改革
在教學過程中,盡量避免“滿堂灌”的情況,盡可能多地采用啟發式、設問式和討論式教學方法,經常介紹相關數字圖象處理技術的研究背景,引導學生主動地思索。依據教學內容,精心準備設問,從而啟發學生思考、激起學生的求知欲望,使其從被動學習轉化為主動學習。例如,在講授各種圖象處理技術時,直接給出相關程序讓其運行,讓學生看其結果,從而達到激發學生的目的;在授課時,我們并不把相關結論直接告訴學生,而是要求學生分組進行討論,在分析的基礎上總結歸納[3]。該課程某些知識點很難用傳統教學方式口述清楚,很難直觀形象地表達出來,需要用大量實例圖片和程序運行結果加以說明。為此,課堂教學中采用多媒體教學和傳統教學手段相結合的方式,發揮兩種教學手段各自的優點,采用多媒體方式可以節省大量機械書寫黑板的時間,同時可以演示各種程序的運行結果,加深學生對具體理論的理解;而結合黑板對局部知識點具體詳細地講解,更有利于學生掌握理解理論的實質。
3 實踐教學改革
實踐教學是理論教學中不可缺少的環節。實踐教學目的是培養學生的動手能力、綜合能力和設計能力,它對于學生綜合素質的提高和創新能力的培養發揮著獨特的、不可替代的作用。根據《數字圖像處理》課程特點,將課程實踐分為實驗教學和綜合課程設計兩大環節[4]。
3.1 實驗教學改革 實驗教學改革中重要的是實驗教學內容的改革。原有實驗教學內容都是驗證性實驗,通過教學實踐,發現此實驗內容具有一定的不足。有的實驗即使在沒弄清楚相關實驗原理的情況下也可以完成,致使學生對實驗課積極性不高。因此,有必要對實驗教學內容和方法進行改革[4]。實驗內容由單純的驗證性實驗調整為驗證性和設計性實驗。驗證性實驗在相關理論知識點講解完之后及時進行,這樣可與課堂理論課結合起來,互相促進,鞏固和提高學生對理論知識的掌握程度。將部分實驗在課堂作演示后再安排學生進行實驗,這樣會取得理論課和實驗課教學相得益彰的效果。應用Matlab和VC++來實現圖像處理算法,目前已將這兩種軟件實驗全部滲透到課堂教學中,驗證性實驗程序全部對學生開放,為學生將實際實驗結果與仿真實驗結果對照提供方便,同時為學生自行設計仿真程序提高了參考。設計性實驗安排在某段固定實驗課時內完成,主講教師以布置作業的形式給出,要求學生利用實驗室已有的儀器設備和資料,自己設計實驗方案,自己完成設計實驗任務。
3.2 綜合課程設計 為了讓學生進一步熟悉各種數字圖象處理的基本原理和基本技術,培養和鍛煉學生的創新能力,在課程結束后開設綜合課程設計,利用VC++和Matlab軟件設計實現圖象處理系統,以及利用DSP芯片實驗箱來實現圖象處理算法。在綜合課程設計過程中,學生在教師的指導下完成查找資料、擬定設計方案,直至完成所作的設計。通過綜合課程設計,培養學生綜合運用數字圖象處理理論知識分析問題和解決問題的能力,掌握進行課題研究的方法,為畢業設計和將來的工作奠定基礎。在整個綜合課程設計過程中,信息處理實驗室對學生全天候開放。
4 結束語
結合數字圖像處理課程教學實際情況對該課程進行了多方面改革嘗試,實踐證明效果良好。當然隨著通信技術、計算機技術以及其他相關技術的飛速發展和完善,數字圖像處理也在不斷地豐富和完善,各種新技術、新算法和新應用不斷出現。因此,如何在教學過程中發揮學生的主動性,激發學生的創新能力,提高學生的實際動手能力,有待進一步探索和實踐。
參考文獻:
[1]趙珊,劉靜.《數字圖像處理》課程教學改革探討[J].科技資訊,2010.
[2]李向群,王書文.《數字圖像處理》課程的教學改革初探[J].微計算機信息,2010.
關鍵詞:數字圖像處理實驗 流程圖 難度等級
DOI:
10.16657/ki.issn1673-9132.2016.01.009
數字圖像處理是信息科學中發展最快的研究熱點方向,是模式識別、計算機視覺、多媒體技術等學科的基礎。自從20世紀60年代以來伴隨著計算機技術的高速發展,數字圖像處理技術獲得了長足進步并且已經廣泛應用于社會生活的各個領域。從20世紀80年代開始,我國部分高校開始設置數字圖像處理課程,目前其已經成為高校信息類專業普遍開設的一門課程。我校計算機學院、信息學院和電氣學院的相關專業都開設了數字圖像處理課程。
然而,目前數字圖像處理課程遇到如下幾個問題:(1)數字圖像處理課程從本質上說是一門研究數學算法的課程,而現實的教學情況是學生普遍數學功底薄弱,學生面對抽象的數學問題有嚴重的畏難情緒,一些學者對此在教學和實驗上進行了許多研究[1-4]。(2)計算機類、信息類的相當一部分碩士研究生和博士研究生都在進行和圖像處理相關的研究,因此數字圖像處理課程成為多個學校研究生入學考試課程或面試課程。(3)目前部分諸如“軟件杯”這樣的全國大學生競賽,會選用一些需要圖像處理知識的競賽題目,例如人臉識別及認證登陸、基于視頻文件的車輛分析系統等。全國數學建模大賽2013年題目――碎紙片的拼接和復原,也要利用圖像處理的知識。
這就要求我們在有限的數字圖像處理授課中,如我校計算機專業數字圖像處理為32學時,不僅要使得學生掌握數字圖像處理,諸如圖像變換、圖像增強、圖像復原、圖像編碼和圖像分割等基本圖像處理的算法原理,更要引導學生運用專業知識解決實際問題,并嘗試改進,激發學生專業興趣,培養創新意識。
我自2007年春季學期開始講授數字圖像處理,個人學習經歷、多年的教學經驗以及和其他優秀任課教師多方交流,深刻認識到編程實現算法,即將枯燥的理論推導轉化為立竿見影的實際操作可以激發學生的學習興趣、激勵學生的創造性思維。因此,針對計算機專業的數字圖像處理課程的輔助課程――數字圖像處理實驗,我進行了一些深入的研究。
一、編程語言的選擇
鑒于我校計算機專業學生在大二下學期學習數字圖像處理課程,此時已經學習的C++編程語言,有一定的編程基礎。而MATLAB語言計算矩陣比較方便,并且Image Processing Toolbox 提供了一套全方位的參照標準算法、函數和應用程序,可用于進行圖像處理、分析、可視化和算法開發。因此,數字圖像處理實驗課程首先會用兩個學時簡要介紹MATLAB編程環境和圖像中常用函數。在實現具體算法時,編程語言主要選擇MATLAB語言,對于部分算法,學生可以選用C++語言實現,這樣安排可以使學生掌握不同的編程語言,主要在于編程環境不同,提高學生自學能力。
二、 分難度等級的實驗設計
學生的學習能力和編程能力有一定的差異,部分實驗內容分為三個等級:
1.A等級:繪制算法流程圖,并用MATLAB庫函數實現相關算法;教學目的:熟練掌握數字圖像處理算法。
2.B等級:繪制算法流程圖,自己按照流程圖用MATLAB語言或C語言編程實現算法;教學目的:熟練掌握數字圖像處理算法,提高編程能力。
3.C等級:繪制算法流程圖,自己按照流程圖用MATLAB語言或C語言編程實現算法,并比較多種相關算法,或分析算法優缺點,改進算法;教學目的:熟練掌握數字圖像處理算法,提高編程能力,培養學生創新能力。
實驗設計強調兩點:(1)流程圖的重要性: A、B和C三個等級中都要求學生必須繪制算法流程圖。我根據多年教學經驗發現,很多學生面對算法不知從何入手,而繪制算法流程圖可以使思路清晰,一方面可以更深刻地了解算法本身的含義,另一方面可以將復雜問題簡單化,將多個功能簡化為一個個小功能,比較容易入手。(2)實驗區分難度等級,A等級激發學生學習興趣,所有學生都必須具備此水平;B等級提高學生編程能力,鼓勵學生在A等級基礎上自助完成B等級實驗;C等級培養學生創新能力,鼓勵考研,參加競賽的學生提前做好準備。
下面列舉數字圖像處理的其中一個實驗――圖像空間域平滑。該實驗的主要目的是要求掌握幾種常見的圖像平滑算法,主要涉及的算法有局部平滑法、超限像素平滑法、灰度最相近的K個鄰點平均法、最大均勻性平滑法、有選擇保邊緣平滑法以及中值濾波法。
A等級:繪制所有算法的流程圖,并能用MATLAB庫函數實現局部平滑法和中值濾波法,給出圖像處理結果。
B等級:在A等級的基礎上,不用庫函數,實現各種算法,給出圖像處理結果。
C等級:在B等級的基礎上,利用上述算法,對不同的圖像進行處理,并對處理結果進行比較分析,鼓勵改進算法。
圖1示出了4-鄰域局部平滑法的流程圖和對應的MATLAB程序,屬于B等級,不同算法主要區別在于圖1中間虛線部分示出部分的兩層循環內處理形式,這也是算法核心所在。
[開始][讀入原圖;初始化新圖][獲取圖像尺寸M行N列][行初始值i=2][i<M][列初始值j=2][j<N][G(i,j)=(f(i-1,j)+f(i,j-
1)+f(I,j+1)+f(i+1,j))/4][j=j+1][i=i+1][顯示新圖像][結束][f=imread(‘原圖.png’)
G=f;
[M,N]=size(f);
][for i=2:M-1
for j=2:N-1
G(i,j)=
f(i-1,j)+f(i,j-1)+
f(I,j+1)+f(i+1,j)/4
end
end][Figure;
Imshow(G);][N][N]
圖1 局部平滑法流程圖和MATLAB程序
三、 結束語
目前,計算機類的多種課程實驗都是要求學生編程解決一些問題,然而部分學生無從下手,而失去學習興趣。經驗表明,繪制程序流程圖,讓學生自己將復雜的問題步驟化,從而分解為一個一個小問題,可以引發學生學習興趣。此外,繪制流程圖的過程也是熟悉算法思想的一個重要過程。而區分難度等級的實驗設計可以滿足不同學生的需求,也可以引導并啟發學生面對新算法時如何分析問題,提高學生創新能力。
參考文獻:
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[4]彭曉明.基于MATLAB的數字圖像處理課程的教學實驗設計[J].高等教育研究,2009(26):60-62.
作者簡介:
郭永芳(1979- ),女,河北石家莊人,河北工業大學計算機科學與軟件學院,講師,博士。
關鍵詞:計算機處理技術;圖形圖像;視覺傳達
中圖分類號:TP391.41
計算機技術在多媒體設計領域的應用使得人們的思維與創作理念發生了重大改變,應用計算機相關技術和軟件對圖形圖像構建模型并進行虛擬效果添加與展示極大地提升了科學與藝術之間的溝通,為傳統的圖形圖像設計方式帶來了全新的魅力和視覺效果。
相較于傳統的平面設計而言,計算機設計出的圖形圖像所包含的內容和元素更多更豐富,所傳達的意思和概念也更全面更突出。其不僅代表著現代圖形設計的目的還蘊含著視覺傳達的未來發展趨向。
計算機圖形圖像相關技術可以通過相關的數據分析與信息處理手段呈現出設計者希望的藝術表現力,更為突出的是,計算機能夠在很大程度上滿足設計者的設計需求,將多種設計細節量化到非常具體的數值,允許其對比和修改,故基于計算機繪制出的圖形圖像更能夠體現作者所希望傳達出的設計意圖和設計理念。
1 基于計算機的圖形圖像設計與視覺傳達效果概述
1.1 計算機相關技術的作用分析
計算機技術在圖形圖像領域的設計屬于定量式設計,其可以將圖形圖像中的色彩信息與結構信息分解為若干個相互獨立的,可用數值來衡量與評估的元素。因而基于計算機所開展的圖形圖像設計目的更加明確,各內容之間的搭配更加合理、突出,設計者可以從傳統的手工繪制過程中解放出來,將自己的創作靈感轉化為具體的可實現的創作流程,讓計算機輔助設計師達到和完成傳統的創作方式所無法達到的精確度和設計效果。總體來看,基于計算機的圖形圖像相關內容設計速度更快,定位更精確,配色配圖更準確,所帶來的視覺沖擊力更強。
對圖形圖像進行設計的目的在于進行有效的視覺傳達。圖形圖像中的任一元素的大小、結構、色澤、外觀等不同符號和形式均被賦予了不同屬性的傳達目的和目標人群。應用計算機進行視覺傳達設計可以更加精確的對事物本身的標志、圖形以及代表符號等進行組合與搭配,使其更具感染力,從而更能夠被潛在受眾所認知和接受。
1.2 設計與實現方法分析
計算機是現代圖形圖像設計與視覺傳達設計的主要手段和實現平臺,其已經成為設計者必需的工具。目前主要的設計與處理軟件有Adobe Photoshop、Photo Impact、Painter以及Corel Draw等。這些工具都支持對圖像進行細節設計與調整,以便于更好的傳達出作者的設計意圖。由上述計算機設計軟件所創作的作品可被應用到廣告、新聞、電影以及其他大眾傳媒等多個領域。
2 計算機設計方式對圖形圖像與視覺傳達的影響
2.1 繪圖與設計工具的革新
計算機繼承了傳統的繪畫工具所具有的繪畫特點,但是在此基礎上對可圖形圖像的藝術風格進行了拓展,可以使用更多的創作方法對圖形圖像進行處理,諸如Adobe等圖像處理軟件支持圖文混排、圖像編輯、圖像掃描、特效處理等功能。相較于傳統的手工設計方式而言,計算機輔助工具極大的提升了設計實現效率,節約了排版或轉換時間。特別地,計算機允許設計者按照個人意愿對圖像內容進行修改,甚至達到攝影與手繪所無法達到的視覺感染力。
2.2 視覺傳達設計領域拓展
將計算機技術融入到視覺傳達設計中可以極大的豐富視覺語言,使受眾形成更明顯、對比更清晰的視覺感受。計算機設計手段的應用使得視覺傳達作品無論是在素材方面還是在應用領域方面都進行了多元化擴展,如圖標或符號元素的扁平化設計風格轉變、多媒體互動式視覺傳達發展、多維化動態化的設計素材轉變、虛擬作品與形象的設計與傳播等。
在動態交互、新媒體設計等理念地不斷推動下,計算機所處理的視覺傳達設計同時具有了聲、光、動畫等內容,覆蓋了紙質傳媒、包裝、網絡形象、廣告、海報等范圍。
2.3 創意與表現技法提升
借助計算機設計者可以更為輕松的完成圖形圖像處理工作,這就使得設計者可以將更多的時間和經歷投入到創意設計與效果評價等工作中。成熟的創意放入相關處理軟件中進行修飾、擴展、試驗即可確認其是否滿足使用需求。
更為重要的是,計算機網絡中存在海量的優秀資源和素材,計算機圖形圖像處理軟件可以依照設計者的需求將設計者選取的素材進行組合、調色、添加濾鏡等,這種處理方式極大的提升了視覺傳達設計的維度和空間,使得所設計出的作品展現更逼真更具創意,所應用的手法更豐富更具沖擊。應用計算機對圖形圖像進行視覺傳達設計可以讓設計者的理念和信息更為精準的傳遞到受眾。
3 計算機圖形圖像設計與視覺傳達設計的異同比較
3.1 相同點分析
圖形圖像設計與視覺傳達設計相似度很高,很多內容和目的存在交叉性,都需要設計者具有一定的專業知識儲備和圖形處理軟件應用等。在專業學習方面,兩者同樣都覆蓋了繪圖與平面設計等相關知識內容,都需要設計者學習和掌握基本的色彩搭配與圖形符號搭配等內容。在計算機應用軟件方面,圖形圖像設計還是視覺傳達設計所使用的圖像處理軟件是相同的,如Photoshop、3DMax等。在創意方面,兩者均需要設計者具有一定的審美觀念,可以靈活組合與運用現有的技術和素材,可以通過作品的創造與再生來與受眾進行觀念溝通。
3.2 不同點分析
雖然兩者之間存在大量的相同點,但是在本質上來說,圖形圖像設計更多的關注在圖像處理方面,而視覺傳達設計則更多的關注在創意展示方面。這種設計目標的差異性就決定了兩種設計方式在創作法則和技術手段取舍方面存在一定的區分度。這種區分度讓兩者互為指引,互相推動,最終形成更好更具影響力的設計作品。
首先,視覺傳達設計目的在于為所設計的產品樹立生動的形象,賦予其更鮮明的美感和更具活力的動感。而計算機圖形圖像設計的目的在于利用現有素材對圖形圖像進行動態和靜態的處理,使其更具多維性和空間性。
其次,視覺傳達設計利用點、面、形、光等設計內容將設計者的觀念和思維轉化為具體的、可見的、可理解的視覺作品。而計算機圖形圖像設計則主要是集中在對現有素材的在開發與在創作等方面,其利用計算機軟件的數據處理能力將多種效果結合在一起,以更加協調、更具對比度的方式呈現給受眾。
再次,視覺傳達設計在基本知識體系的基礎上更加注重創作者的創作理念的形成、對視覺設計相關歷史的理解,即其理論與實踐并重,作品實現方式與實踐靈活度等方面相對較為枯燥。而計算機圖形圖像則允許設計者根據自我的審美觀念對圖形圖像進行處理和實現,還可以運用所學的知識到諸如視頻編輯、照排印刷等工作中,其實現方式和工作對象更廣泛。
4 計算機圖形圖像設計與視覺傳達設計的應用領域分析
計算機圖形圖像設計與視覺傳達設計兩者不是獨立的,而是相輔相成的。它們的主要應用領域集中在文字設計、包裝設計、廣告設計與影像創意、繪畫設計、功能界面設計等,涵蓋了廣告、影視、互聯網等行業。
4.1 文字設計
文字是現代設計中所使用的最基本元素之一,包含文字位置、色彩、色調、大小、字體等內容,熟練應用計算機處理軟件來嘗試各種效果搭配可以讓文字與圖像、符號等內容有機融合。特殊環境中,文字還可以作為整個設計作品的主體向受眾傳遞明確、清晰的信息,讓受眾感受到強烈的視覺傳達內容。
4.2 包裝設計
包裝已經成為人們生活中接觸最頻繁、辨識度最高的標識之一。吸引顧客的注意、實現商品的價值、增強物品的傳播力和影響力等式包裝設計的核心目標。新穎的、定位清晰的、感染力強的包裝設計通常可以極大的吸引顧客的注意力,讓其對產品產生潛在的興趣和定位。包裝設計領域中的圖形圖像設計與視覺傳達設計包括書籍封面、海報、宣傳彩頁、大屏幕視頻、食品服裝包裝等。為實現物品的真正價值,都需要利用計算機圖像設計與處理軟件對其包裝進行藝術化、形象化設計,進而吸引受眾的注意力,讓其對產品內涵形成統一的,更為深刻的認知與定位。
4.3 廣告設計與影像創意設計
廣告作品的感染力同樣離不開計算機圖像設計與處理軟件的支持。利用計算機處理軟件可以將所設計的作品的優點進行合理放大,從而增強對廣告內容的宣傳與展現力度,具有創意的廣告設計方案還能夠引起人們共鳴,給人們留下深刻的印象。而影像設計作品的商業目的不高,更多體現為設計者的某種個人意愿,這就為視覺創意設計帶來了廣闊的發展空間,推動了計算機圖像設計的發展與完善。
但是無論哪種設計都需要使用精準的視覺傳達設計手段和靈活的圖形圖像設計手段來將所要展示的內容、理念、風格等整合到一個完整的、統一的形象中,這一過程需要經過反復多次修改才能實現。為呈現最佳的設計效果,就必須依靠計算機圖像處理軟件進行高速效果模擬與試驗。
4.4 繪畫設計
計算機圖像處理軟件的出發點是制作元素更豐富、色調更協調的繪畫作品或形象。借助這些軟件,作者只需要使用鉛筆繪制出草稿即可使用計算機軟件完成剩下的工作內容。這種設計方式一方面提升了作者的工作效率,另一方面能夠以精準的填色與搭配方式為繪畫作品帶來更強烈的視覺沖擊力。
4.5 交互界面設計
電子終端產品在人們日常生活中的普及使得大量的APP軟件或游戲展現在人們眼前,其中人機之間的交流主要是通過交互界面實現的。美觀、簡潔、高雅的交互界面設計也是計算機圖形圖像設計與視覺傳達設計的主要應用領域之一。合理安排交互界面的呈現方式,如二維、三維等元素處理與搭配可以有效提升交互界面的互動性,讓用戶形成連續的操作印象,順利完成操作。
5 總結
借助計算機圖像處理軟件可以有效提升圖形圖像設計與視覺傳達設計的實現效率,為設計者提供豐富的設計內容,讓設計者使用更多的處理技巧和處理手段對所設計的作品進行調整或完善。并且圖形圖像與視覺傳達設計的結合還能夠創造出更加震撼、更具感染力的藝術作品,不斷推動人們利用現代化工具將自身的思維和創新能力展現在別人面前。
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